Question

14．板上铺上粗糙程度不同的材料，小车自斜面顶端由静止开始滑下，比较小车在水平面上运动的距离（如图所示）．伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似的实验，并在此基础上分析推理得出著名的牛顿第一定律．请回答下列问题：

（1）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是小车运动到水平面上的初速度相同．
（2）三次实验中，小车在木板表面上停止得最慢，是因为在该表面受到的阻力最小．
（3）进一步推理可知，若水平面绝对光滑（小车不受阻力），则小车会在水平面上做匀速直线运动．

Answer 1

分析 （1）要研究阻力对物体运动的影响，应该采用控制变量法．小车从斜面上会自由下滑，在不同的高度，下滑到斜面底端的速度就不相同，根据这个关系则可得出每次应该让小车在什么位置由静止开始向下滑；
（2）小车运动的距离长短与所受的摩擦力大小有关，小车运动的距离短，表明受到的摩擦力大；
（3）力是改变物体运动状态的原因，如果物体不受力，则物体的运动状态就不会发生变化．

解答 解：（1）因为该实验是要研究阻力对物体运动的影响，所以应该采用控制变量法，即控制其它因素都相同，只让水平面的阻力大小不同，所以三次实验中应使小车运动到斜面底端时的速度相等．要想让小车运动到斜面底端时的速度相等，就应该让小车从斜面的同一高度处释放．
（2）在这三次实验中，小车在木板表面上运动的距离最长，停止的最慢，这是因为木板表面最光滑，小车在该表面受到的阻力最小．
（3）由此我们可以推理得出：若水平面绝对光滑（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动．
故答案为：（1）小车运动到水平面上的初速度相同；（2）木板；小；（3）匀速直线．

点评 该题是一道实验题，考查了学生对于该实验所采用的方法是否掌握以及对该实验的推理结论是否了解．该实验用到的方法是物理中经常采用的控制变量法，该实验是理解牛顿第一定律的基础．